一种负极补锂锂带及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种负极补锂锂带及其制备方法和应用。所述负极补锂锂带的厚度为3～10μm，所述负极补锂锂带的表面设有至少一个区域。本发明专利技术通过在负极补锂锂带中设置区域，区域形成了纵横交错的的热扩散和电解液的浸润网络，且解决了锂带覆盖负极极片后出现的极片浸润性差或慢而导致的产气问题，提升了金属锂在负极中的溶解效率，有效地提升负极的补锂效果。同时，在相同补锂量下能使锂带厚度增加，提升了锂带

【技术实现步骤摘要】
一种负极补锂锂带及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于负极补锂
，涉及一种负极补锂锂带及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前负极补锂主要是在负极极片上复合金属锂箔，金属锂箔使用比较多的为超薄片状锂和条形锂带，前者解决的是负极活性锂过补问题，后者解决锂复合后极片浸润性问题，但是上述金属锂存在锂压延效率低等问题。
[0003]CN105489846A公开了一种极片补锂方法及系统。方法包括将第一基材以及第一锂带复合形成第一复合锂带，并采用第二基材在第一锂带与复合装置之间形成阻隔；将第一复合锂带以及待补锂极片复合形成补锂复合极片，过程中第一基材位于远离待补锂极片的一侧；剥离以及收卷所述第一基材，并形成补锂极片。装置包括极片放卷装置、第一复合锂带输送装置、极片补锂辊压装置、第一极片剥离装置以及第一基材收卷装置，极片补锂辊压装置包括两个相对设置的压辊。该过程中工艺较为复杂，难以控制精度，同时还存在以下问题：1)需要多重基带的收放卷，且基带在过辊压辊进行压延时，由于弹性变形的不一致，导致基带受力变形褶皱；2)基带本身存在厚度的偏差，间接的扩大了压延锂箔的厚度公差；3)基带本身的成本也较高；4)对于锂带来料要求较高。
[0004]CN109728306A公开了一种补锂负极片及其制备方法，所述补锂负极片包括负极集流体、设置于所述负极集流体两表面的第一负极浆料层、紧密贴合于所述第一负极浆料层表面的锂箔层以及设置于所述锂箔层表面的第二负极浆料层。相较于现有技术，所述专利技术实现了对负极片进行补锂的作用，提高了电池的首次效率以及循环性能，同时还在锂箔层的表面加设一层第二负极浆料层，避免了锂箔层裸露在空气中，降低了生产条件要求。然而所述文献中的锂箔层在第二负极浆料涂覆过程中与浆料中的水分接触易发生氧化，且所述补锂负极片在复合后存在掉料的风险。
[0005]因此，如何在使用锂带进行补锂，提升负极的补锂效果，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种负极补锂锂带及其制备方法和应用。本专利技术通过在负极补锂锂带中设置区域，区域形成了纵横交错的的热扩散和电解液的浸润网络，且解决了锂带覆盖负极极片后出现的极片浸润性差或慢而导致的产气问题，提升了金属锂在负极中的溶解效率，有效地提升负极的补锂效果。同时，在相同补锂量下能使锂带厚度增加，提升了锂带
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极片覆合效率，另外还提升电池补锂精度。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种负极补锂锂带，所述负极补锂锂带的厚度为3～10μm，所述负极补锂锂带的表面设有至少一个区域。
[0009]本专利技术所提供的负极补锂锂带中，区域的目的是为了形成纵横交错的的热扩散和电解液的浸润网络，且解决锂带覆盖负极极片后出现的极片浸润性差或慢而导致的产气问
题，提升金属锂在负极中的溶解效率，有效地提升负极的补锂效果。同时，在相同补锂量下能使锂带厚度增加，提升锂带
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极片覆合效率，另外还提升电池补锂精度。以及，区域的设置能在锂带中起到“加强筋”的作用，进一步提高覆锂极片的强度。
[0010]优选地，所述区域的形状包括长方形状、正方形状、圆形状、椭圆形状、指纹状、孤岛状或鱼鳞状中的任意一种或至少两种的组合。
[0011]本专利技术中，区域的形状可以为规则形状，也可以为不规则形状。
[0012]优选地，所述区域在负极补锂锂带表面呈连续态分布或呈非连续态分布。
[0013]优选地，所述区域的最大长度为100μm～500mm，例如最大长度可以为100μm、300μm、500μm、800μm、1000μm、100mm、200mm、300mm、400mm或500mm等，最大宽度为50～3000μm，例如最大宽度可以为50μm、100μm、300μm、500μm、800μm、1000μm、1300μm、1500μm、1800μm、2000μm、2300μm、2500μm、2800μm或3000μm等。
[0014]本专利技术中，必须对锂带结构中的区域进行限制，宽度太宽或者长度太长，均不利于热量扩散，反之，相同补锂量下锂带厚度增加，降低铝壳电芯的容量。
[0015]优选地，所述区域呈非连续态分布时，每个区域之间的间隔各自独立地为10～1000μm，例如10μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm等。
[0016]优选地，所述负极补锂锂带掺杂有非锂元素，所述非锂元素包括Al、Sn、Si或Mg中的任意一种或至少两种的组合。
[0017]优选地，所述非锂元素的质量为负极补锂锂带的质量的0.01～2％，例如0.01、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％或2％等。
[0018]本专利技术中，非锂元素过多，会导致锂带变脆，锂带容易断裂。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的负极补锂锂带的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0020](1)将熔融态的金属锂与非锂元素混合，进行压制，得到初始锂带；
[0021](2)将步骤(1)所述初始锂带进行压延处理，使得快慢辊的辊压线速度之比为1～50％，得到所述负极补锂锂带。
[0022]例如，快慢辊的辊面线速度之比可以为1％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等。
[0023]相对于纯金属锂，复合金属锂强度更强，在快速辊压过程总由于强挤压力、强拉力以及辊节律性跳动等因素共同作用下易形成区域。
[0024]本专利技术中所提供的快慢是指在辊压过程中上下辊之间辊压速度的相对快慢。
[0025]本专利技术中所提供的快慢辊的辊压面线速度之比是指，快辊和慢辊的辊压面线速度之比，得到结果。
[0026]本专利技术在制备负极补锂锂带时，通过在对初始锂带进行二次压延过程中，调整快慢辊的速比，使得快慢辊辊压时辊压面线速度不同，即可在压延过程中得到表面区域呈平铺排列的补锂锂带。
[0027]本专利技术中，如果快慢辊的辊压线速度保持一致，则不会得到表面有区域的超薄锂带，且锂带厚度较厚。
[0028]优选地，步骤(1)所述初始锂带的厚度为30μm～30mm，例如30μm、50μm、100μm、500μ
m、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm等，优选为50μm～5mm。
[0029]优选地，步骤(1)所述初始锂带的宽度为10～1000mm，例如10mm、20mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm、700mm或1000mm等。
[0030]优选地，步骤(2)所述压延处理的压力为1～5T，例如1T、1.5T、2T、2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极补锂锂带，其特征在于，所述负极补锂锂带的厚度为3～10μm，所述负极补锂锂带的表面设有至少一个区域。2.根据权利要求1所述的负极补锂锂带，其特征在于，所述区域的形状包括长方形状、正方形状、圆形状、椭圆形状、指纹状、孤岛状或鱼鳞状中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述区域在负极补锂锂带表面呈连续态分布或呈非连续态分布；优选地，所述区域的最大长度为100μm～500mm，最大宽度为50～3000μm；优选地，所述区域呈非连续态分布时，每个区域之间的间隔各自独立地为10～1000μm。3.根据权利要求1或2所述的负极补锂锂带，其特征在于，所述负极补锂锂带掺杂有非锂元素，所述非锂元素包括Al、Sn、Si或Mg中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述非锂元素的质量为负极补锂锂带的质量的0.01～2％。4.一种如权利要求1
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3任一项所述的负极补锂锂带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将熔融态的金属锂与非锂元素混合，进行压制，得到初始锂带；(2)将步骤(1)所述初始锂带进行压延处理，使得快慢辊的辊压线速度之比为1～50％，得到所述负极补锂锂带。5.根据权利要求4所述的负极补锂锂带的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述初始锂带的厚度为30μm～30mm，优选为50μm～5mm；优选地，步骤(1)所述初始锂带的宽度为10～1000mm；优选地，步骤(2)所述压延处理的压力为1～5T，优选为1～3T。6.根据权利要求4或5所述的负极补锂锂带的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述压延处理中，辊间距为40～110μm，优选为50～80μm；优选地，步骤(2)所述快慢辊的辊压线速度之比为2～30％；优选地，步骤(2)压延处理中，压延速度为5～100m/min，优选为20～100m/min。7.根据权利要求4
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6任一项所述的负极补锂锂带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊后高，兰枭，宋佳宜，苑丁丁，杜双龙，何巍，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：